固定化包埋技术在水处理领域的应用进展_张业健(1)

固定化包埋技术在水处理领域的应用进展张业健1，叶海仁1，郑向勇1，严立1，张振家2（1.温州大学生命与环境科学学院，浙江温州325000；2.上海交通大学环境科学与工程学院，上海200240）［摘要］固定化包埋技术是通过物理或化学手段，将游离细胞或酶定位于限定的空间区域内，使其保持活性并可重复利用。该技术具有生物流失量少、生物密度高、反应迅速且容易控制等优点。从微污染水源水净化、污水处理和受污染地表水生态修复等方面阐述了固定化包埋技术在水处理领域的研究进展和应用现状，并提出未来需要着力解决的若干问题。［关键词］固定化；包埋；微生物［中图分类号］X703.1［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2011）01-0009-04DevelopmentandapplicationoftheimmobilizationtechnologybyentrappingmethodinwatertreatmentZhangYejian1，YeHairen1，ZhengXiangyong1，YanLi1，ZhangZhenjia2(1.CollegeofLifeandEnvironmentalScience，WenzhouUniversity，Wenzhou325000，China；2.SchoolofEnvironmentalScienceandTechnology，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Theimmobilizationtechnologybyentrappingmethod，throughphysicalorchemicalmethods，immobilizesdissociatingcellsorenzymesinsidetherestrictedareasandkeepstheiractivityandreusability.Immobilizationtechnologyhastheadvantagesoflesslossofmicroorganism，highconcentrationofmicroorganisms，fastreaction，andcouldbecontrolledeasily.Thelatestresearchprogressandapplicationstatusonimmobilizationtechnologybyentrappingmethodareintroducedfromslightlypollutedsourcewaterclean-up，wastewatertreatmentandpollutedsurfacewaterecologicalrestoration，andthemainproblemstobesolvedareproposed.Keywords：immobilization；entrappingmethod；microorganism传统的废水生物处理工艺中，微生物在水中通常呈悬浮态，因而易于从反应器中流失，影响系统处理效率。为此，采用固定化技术，通过一定的技术手段（如利用载体、包埋材料等）可使微生物附着生长，减少生物量流失，提高反应器中的生物量，也便于固液分离，提高系统的处理能力和适应性。固定化技术是指利用化学或物理手段将游离的生物催化剂（细胞或酶）定位于限定的空间区域，并使其保持活性和可反复使用的一项技术〔1-2〕。其中固定化细胞技术是在固定化酶技术基础上发展起来的，优点是既不需要把酶从细胞中提取出来，也不需要加以纯化，酶活性损失较小。综合考虑生物催化剂与载体间的作用力、生物催化剂的状态与制备过程等因素，可将生物催化剂固定化方法分为吸附法、包埋法、交联法、系统截留法和自身固定化等。在具体操作中，需根据欲固定的菌种和使用条件，进行固定化方法、固定化载体及固定化条件的选择和改进。理想的固定化包埋载体应该具有以下特点：对微生物无毒；传质性能良好；性质稳定，不易被生物分解；强度高，寿命长；价格低廉等〔3〕。归纳起来可用于固定化包埋的载体主要包括两大类，一类是天然高分子凝胶载体，如琼脂、卡拉胶、海藻酸钠（钙）等；另一类是有机合成高分子凝胶载体，如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚氨酯等。研究最多的载体是海藻酸钠（钙）和聚乙烯醇，但由于聚氨酯具有强度高、生物相容性好等优点，近期有将聚氨酯用作包埋材料的文献报道。[基金项目]国家科技重大专项———水污染控制与治理（2009ZX07317-006-01-01）;浙江省科技支撑和引导计划面上项目（2008C23092）第31卷第1期2011年1月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol．31No．1Jan．，201191固